Г. Реми - Курс неорганической химии (1109024), страница 96
Текст из файла (страница 96)
В»о»честес примеров сплавов железа с другими элемевтзчэ р ~сс»»огрям диагрзммл1 состояния двойпых систем с кремпиом, хромом, викелсм и марганцем, врсдстазлсвпыс на ркс. 30 — йь. Дгшграмма состояния ьигш«мы згезе»о — зр«квай (рис. 80) подобна соотэетствузощей диаграмме акслеэо — углерод», поскольку э обеих системах происходит образовав»«э твердых растворов и соедпкеиий, Сущэствеяпоа отличие, одиаио, связано с влиянием вторых казпоиентов (Я я л.) на области существования у- и б-фаэ желева.
На диаграмме системы железо' — углерод область твердого раствора у-железа (аустепит) знач»«тап по расширеиа, в то время как твердые растворы б-железа, несмотря па совершеяпо ничгожкое содержанке в вих углерода, окааь»веются нестабильными э. Нз диагра»«ме системы железо — кремпий твердые растворы у-железа ограиичепы очепь узкой областью, в то время как область супюствоваипя твердых растворов 6-железа адесь зпачвтелы«о расзи«рэпа. Вще более отчетливо влквиие легпрующего комповепта проявляется в областях сущьютвшюния у- и д-фзз иа дяаграьи»ах состояияя сис»э«м зс«зе»ь — ерем и згз«««э— вкзш» (рис.
40 и 41), В обеих системах преобладают неограпичсппая взаимиан растворимость н тв»рдом ссстояпии (очеиь узкие гетерогеппыэ области существуют лишь иа гравице мси«ду у- я д- или э-фазамп), В противополшкпость системе жиаезо — хром, где 700 г ео '520 т-Ге !!О 4000 Ю 00 00 00 00 00 ГО 00 00 Я!О Гс 9 аи. % О !О 20 ЯО ЕО Ы 60 70 00 УО 100 Гс аш.% Сг 0 10 00 Ю000000 Г000 00!00 Ге аы.
% И! Р и с. 40. Диаграмма состолпия системы железо — хуоы. Р л с. 44. Диаграмма состояния систе- мы железо — иикслы Р и с. 39. Диаграмма состоянии! системы железо — кремний. к а е — расплав + Рели е и я — рвсавае + Рейй! е — распеве .!- 81; ! — Рел! + ввтекткка 1; е — Рез! + евтсктака 11; Л вЂ” 1"ся1,+ евтектака П; ! — Роз!ы в — Ре81,+ евтекткка 1п; ! — я1 + евтевтвке П1: е1 — Ре,Б!а+ евтектоад 1! к — Ре*лы+ евтектсид П. Эвтсктика 1! твеРДый РаствоР Е-Ре + Рея!! евтектика П: Рея! +Ярая!о евтектвке 111! Ее81,+ 81; автсктокд 1: твердые раствор Е.Ге (виже 19Е'- твердый раствор с-Гс! +Яре.8!Ы ЕетЕКтаад П: Ртезм+ РЕЯ!, Главе 7 область стабильного существования твердых растворов у-желева очень узка, а твердых растворов д-железа очень ресниц~оп«, и системе железо — никель твердые растворы д-звелеза существуют лиоо.
и саксом небольшой области, в то же времн область твердых расдзоров т-железа »деть занимает почта всю ширину диаграммы. На диаграмме состоязпя еимзедм железе — дореаиец (рис. 42), котора»с ужо абсулщалась иа стр, 22,, преобладает область сущестзоваппя твердых растворов у-жс(воза. В атой системе заметая значнтетьпое спюкепке сллокпости обоих компонентов к образованию твердых растворов с попкжепнем температуры. (Гетерогенные облаоти па рнс. 40 — 42 закпрохозвлы.) Расширение пзп суясепис области стабильного существования у-нседеза в бинарных системах с ад шолта»ш, склонными к образованию твердых растворов, зависит 0 (О 20 ЯО 40 Я) 00 70 80 00 700 г"н дт, ув Мп Р н с. 42.
Диаграмма состояния системы я<елово — мар- гапсп (ьрсзтбгеи, Йиаапл). от шгдожении соотпетству«»тцего элемента в периодической системе и, по-видииому, е первую очередь определяется есо атоизым радиусом (ср. ур с ч е г у., Ха«пгн„ 17, 004 Н 020) ) Йези»о;ььо» об1«чпо растзоримы в жодезе в очень пебодыпих количествах (ср. табл.
01, стр. 204 и сдд, исключеппе составляют только углерод и иремний. ((ивворой растзоряетса в жидком железе в виде реО, часть которого по охлаждешти выделяется в впде твердого раствора (б-Ре обрааует твердые растворы ппчоть до Содержания 0,12, а и-ре — только до 0,04 вес.»)4 О). Оодержапие кислорода в железе умекьшаег возыожпость его обработки при тоьшературе каления, приводит к образованию «красно- ломкого»»келсза. Расплавленное железо присоединяет ееог» из воздуха в миниыальных количествах. Однако при прокаливании железа в токе ам»ишка образуется соединение железа с азотом ретХ, растворимое в больших количествах в твердом железе и придаюшса ему значительную твердость. Ка етом осповак метах поверхностной закалки изделий пз железа путем нагревания нх в токе аммиака (ллоцвве оеоо»про«амид).
Кроме то~ а, существует ещо одно соединение желала с азатом Ре„Х с довольно широкой областью го»шгонности. Выше 660' оно превращается без изменения состава в кристаллы сседипсопя гезХ (в рошетке которого места атомов ааота заняты только наполовину). Воееред также присоединяется к железу при температуре каления, однако в очепь мадыт количествах — пропорш«онально давлению. Вбльшяе количества водорода может салерж,ыь едеьтролнтяческое з«ечеео. Это обусловливает его твердость и хрупкопгь. Нрп отжше водород выделяется и железо становится колким. Особенно бо«ьшпе колкчеотва водорода или азота (вплоть до 6 молекул Нз яли Хз нз один ахом ре» (ш«ыощает, по данным б»ранкекбургора (УгалйопЬпгкег, 1921), так называемое отед«роев железо.
Его получают в конденсата при одновременном испарении железа и «разбавнтеля» (например, поваренной содп), взятого в таком избытке, чтобы ок препятствовал обьедипепкю атомов металла в болтшие агрегаты, Присоединение молекул газа к атомам Уе связано в этом случае, по-вкдкмому, с дейст- 282 Все»мил ерулло яериодичесиой «истеки илом так называемых вандориаальоовых спл — по акалогля с образованием гпдратов пэортпых газов (ор. т. 1, стр, 248), Соответствующие свойства обпаруяшааот п ато»шрпый ииисеи.
11ввртпыо газы к атомарным Ро п 61 ие ирисоевесияююси. Технические сорта железа. Кроме углерода, техническое железо содержит еще кремний, марганец и другие крвмеси. Последние могут в более илп меисо значительной степени изменять свойства углеродных сплавоп железа. Так, примесь кремппя в железе затрудняет образование помеитита и благоприятствует выделеюпо графита, з то время как марганец влияет в прогивополояеяам нанравлепки.
Влияние ЯС Мп и т. д. пз области сущоогвоеаякя модяфккацпй железа, обсуждавшееся па стр. 284, имеет практическое зпачоппо, в случив если этп прлмосп прпсутотпуют о больших котичготэах, поприпер в специальных сталях (см. стр. 283 я сл.), В зависимости от содержания в железе углерода и других веществ различают следугоп1ло сорта железа. Чугун. Чугуне.и называют железо, содоржащее свыше 2,3»гб (в основном 5 — 10%) примесей, в том числе 2 — 5»г8 С. Перед плавлением такое окслеэо не размягчается и поэтому пе поддается ковке и прокатке, но оно очень удобно для литья, так как хорошо заполняет формы. Температура плавления чугуна колеблется в интервале 1100 — 1200". При комнатной температуре чугун хрупок.
Обычпый серий чугун (чугуи в более узком сиысле) содержит углерод э виде графкта. Бе.«сей чугун содержит углерод главным образом в виде цементита. Вследствие большой твердости и хрупкости, чем у серого чугуна, белый чугун пригоден длп отливок (за нсклю— чепием изготовления чугунных изделий с целью их последующего отяшга) и почти исключительно идет иа ковкое железо.
Копков железо характеризуется более низким содержанием углерода н вообще содержит мокыпе примесей, чем чугун. Содор»канне в нем углерода обычно колеблется ыеясду 0,04 и 1,5«г8. Ковкоо пселеэо плавится прн более высокой темнературс, чем чугун. При нагревании оно размягчается постепенно и поэтому поддается прокатке, В зависимости от способа приготовления различают сварочное лселево и литое иевлево (ср. стр. 276). В зависимости от того, поддается ли железо закалке, различают сталь и яовяуго сталь.
Ковкая сталь содержит пе бочее 0,5ого углерода, Она тягуча, сравпнтелько мягка и поэтому особенно хорошо поддается ковке. Ло свойствам опа приближается к химически чистому железу, ио в отличие от последнего размагничивается с более или менее значительным замодлепнем (гистерезис).
Сталь содерн;ит больше углерода, чем ковкая сталь, обычно 0,5 — 1'го. По сравнению с последней оиа труднее поддастся ковке и сварке; но она тверже ковкой стали и прп обычной температуре пе вязка, а упруга. Однако главным свойством стали является ее способность к закалке, Прп нагревании до белого каления и прн быстром охлаждении (погружением э воду или масло) сталь становятся чрезвычайно твердой и хрупкой. устранение хрупкости стали без снижепия ее твердости достигается при так называемом «отяуске», заключающемся в осторожном нагревании ге п течение короткого времеви до умеренно высоких температур (260— 600').
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
